5G移動通信系統(tǒng)（新形態(tài)教材）課件 第1章 移動通信系統(tǒng)概述(含課程導(dǎo)引)

5G移動通信系統(tǒng)目錄CONTENTS課程目標主要內(nèi)容課程安排課程教材課程目標隨著社會信息化、數(shù)字化理念的不斷更新，移動通信產(chǎn)業(yè)開始把注意力轉(zhuǎn)向如何為垂直行業(yè)提供有效的通信能力，第五代(5G)移動通信已經(jīng)全面商用并且得到了飛速的發(fā)展。深入理解5G移動通信技術(shù)，開展5G-Advanced和6G技術(shù)的研究已成為通信領(lǐng)域研究機構(gòu)和行業(yè)廣泛關(guān)注的熱點。本課程的目標是全面闡釋5G移動通信技術(shù)基礎(chǔ)和最新進展，幫助學(xué)生對5G移動通信系統(tǒng)有一個全面的認識，為開展未來移動通信領(lǐng)域的科學(xué)研究和應(yīng)用開發(fā)打下堅實的基礎(chǔ)。本課程深入剖析5G移動通信技術(shù)的原理和規(guī)范，通過對比5G和4G技術(shù)，使學(xué)生掌握5G移動通信技術(shù)的來龍去脈，加深對5G通信技術(shù)的理解。5G移動通信系統(tǒng)-課程目標主要內(nèi)容5G移動通信系統(tǒng)-主要內(nèi)容第1部分移動通信發(fā)展歷程、應(yīng)用場景、標準演進和6G展望；第2部分5G核心網(wǎng)的服務(wù)化架構(gòu)、接入網(wǎng)與接口以及承載網(wǎng)的基本概念。第3部分5G空口關(guān)鍵技術(shù)，包括編碼調(diào)制、OFDM新波形、多址接入、新型天線和全雙工等；第4部分5GNR標準中的頻譜規(guī)劃、幀結(jié)構(gòu)、參數(shù)集以及信道等；第5部分5GNR傳輸?shù)囊话氵^程，包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊话氵^程、小區(qū)搜索過程、隨機接入過程、功率控制過程、波束管理過程和HARQ技術(shù)。第6部分SDN、NFV、網(wǎng)絡(luò)切片、云計算和邊緣計算；第7部分5G核心網(wǎng)的功能、主要信令流程和QoS機制；第8部分5G承載網(wǎng)的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)，包括SRv6、FlexE和IFIT等。第9部分5G-Advanced關(guān)鍵技術(shù)第10部分6G愿景。課程安排5G移動通信系統(tǒng)-主要內(nèi)容本課程共32學(xué)時，16次課第1章(2學(xué)時)

移動通信概述；第2章(2學(xué)時)

5G核心網(wǎng)的SBA架構(gòu)、接入網(wǎng)與接口以及承載網(wǎng)的基本概念；第3章(6學(xué)時)

5G空口關(guān)鍵技術(shù)(4學(xué)時)及仿真實踐(2學(xué)時)；第4章(2學(xué)時)

5GNR標準中的頻譜規(guī)劃、幀結(jié)構(gòu)、參數(shù)集以及信道等內(nèi)容；第5章(4學(xué)時)

5GNR傳輸過程；第6章(4學(xué)時)

SDN、NFV、網(wǎng)絡(luò)切片、云計算和邊緣計算；第7章(2學(xué)時)

5G核心網(wǎng)的功能、主要信令流程和QoS機制；第8章(2學(xué)時)

5G承載網(wǎng)的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)，包括SRv6、FlexE和IFIT等；第9章(2學(xué)時)

5G-Advanced系統(tǒng)；第10章(2學(xué)時)

6G愿景；結(jié)課答辯與研討(4學(xué)時)課程教材5G移動通信系統(tǒng)-教材教材緊密結(jié)合5G移動通信系統(tǒng)架構(gòu)和技術(shù)的發(fā)展，從5G移動通信技術(shù)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和接口、空口規(guī)范和傳輸過程、基于服務(wù)的核心網(wǎng)功能以及5G承載網(wǎng)等方面入手，對5G移動通信系統(tǒng)的原理和技術(shù)規(guī)范進行了全面的闡釋，并且給出了5G向5.5G和6G演進的發(fā)展。采用新形態(tài)教材的形式，配有教學(xué)大綱、PPT、視頻、習(xí)題及答案等數(shù)字資源，對于電子信息類專業(yè)的本科生和研究生，以及通信領(lǐng)域的工程技術(shù)人員均有重要的參考價值。第1章移動通信概述李曉輝2024年10月5G移動通信發(fā)展歷程目錄CONTENTS移動通信發(fā)展歷程5G應(yīng)用場景及性能指標移動通信標準化演進6G展望移動通信發(fā)展歷程5G移動通信發(fā)展歷程-早期的無線通信1897年，意大利人M.G.馬可尼在一個固定站和一艘拖船之間完成了一項無線電通信實驗，標志著無線移動通信的開始。20世紀20年代至40年代開發(fā)出了專用移動通信系統(tǒng)，其代表是美國底特律市警察使用的車載無線電系統(tǒng)。20世紀40年代中期至60年代初期，實現(xiàn)了從專用移動網(wǎng)向公用移動網(wǎng)的過渡，但是仍為人工接續(xù)，網(wǎng)絡(luò)容量較小。20世紀60年代中期至70年代中期，移動通信系統(tǒng)得到了改進與完善，實現(xiàn)了自動選頻并能自動接續(xù)到公用電話網(wǎng)。5G移動通信發(fā)展歷程-現(xiàn)代移動通信1976年，國際無線電大會批準了800/900MHz頻段用于移動電話的頻率分配方案，許多國家都開始建設(shè)基于頻分多址技術(shù)(FDMA)和模擬調(diào)制技術(shù)的第一代移動通信系統(tǒng)(1G)。1978年底，美國貝爾試驗室研制成功了全球第一個移動蜂窩電話系統(tǒng)——先進移動電話系統(tǒng)(AMPS)。1983年，這套系統(tǒng)在芝加哥正式投入商用并迅速在全美推廣。歐洲各國也紛紛建立起自己的第一代移動通信系統(tǒng)。5G移動通信發(fā)展歷程從2G到5G移動通信發(fā)展歷程我國的移動通信發(fā)展在1G時代，我國移動通信事業(yè)剛剛起步發(fā)展，只有少數(shù)人使用。到了90年代中期，移動通信進入2G時代，我國主要采用歐洲主導(dǎo)的GSM標準，也有部分用戶使用CDMAIS-95系統(tǒng)。1998年6月提出了中國自己的TD-SCDMA標準，和WCDMA、CDMA2000一起，成為三大3G國際標準之一。我國建成了全球規(guī)模最大的信息通信網(wǎng)絡(luò)，4G基站占全球的一半以上。我國5G發(fā)展取得領(lǐng)先優(yōu)勢，5G專利位列全球首位?！?G跟隨，3G突破，4G并跑，5G引領(lǐng)”。5G應(yīng)用場景和性能指標5G移動通信系統(tǒng)應(yīng)用場景5G移動通信系統(tǒng)的設(shè)計目標是為多種不同類型的業(yè)務(wù)提供滿意的服務(wù)。綜合未來移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)各類場景和業(yè)務(wù)需求特征，國際電信聯(lián)盟(ITU)定義了5G的三大類應(yīng)用場景：增強型移動寬帶(eMBB)業(yè)務(wù)大規(guī)模機器類通信(mMTC)業(yè)務(wù)超可靠低時延(uRLLC)業(yè)務(wù)eMBB業(yè)務(wù)多用于移動互聯(lián)網(wǎng)場景，uRLLC和mMTC則是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景。5G移動通信系統(tǒng)主要性能指標峰值速率：下行鏈路20Gb/s，上行鏈路的10Gb/s。帶寬：指系統(tǒng)的最大帶寬總和，5G支持靈活的帶寬。控制面時延：目標為10ms。用戶面時延：對于uRLLC業(yè)務(wù)，用戶面時延上行鏈路(UL)應(yīng)不大于0.5ms，下行鏈路(DL)應(yīng)不大于0.5ms。對于eMBB，用戶面時延的目標UL應(yīng)不大于4ms，DL應(yīng)不大于4ms?？煽啃裕簎RLLC業(yè)務(wù)的可靠性要求是在用戶面時延是1ms的前提下傳輸32字節(jié)時的丟包率小于10-5?？梢苿有裕?00km/h。連接密度：在城市環(huán)境中，連接密度的目標應(yīng)該是百萬臺/平方公里。移動通信標準化演進移動通信標準化組織國際電信聯(lián)盟（ITU）ITU是聯(lián)合國的一個重要專門機構(gòu)，也是聯(lián)合國機構(gòu)中歷史最長的一個國際組織，簡稱“國際電聯(lián)”或“電聯(lián)”。國際電聯(lián)是主管信息通信技術(shù)事務(wù)的聯(lián)合國機構(gòu)，負責(zé)分配和管理全球無線電頻譜與衛(wèi)星軌道資源，制定全球電信標準，向發(fā)展中國家提供電信援助，促進全球電信發(fā)展。作為世界范圍內(nèi)聯(lián)系各國政府和企業(yè)的紐帶，國際電聯(lián)負責(zé)協(xié)調(diào)各國無線電通信規(guī)范、電信標準化和電信發(fā)展3個部分的工作，而且是信息社會世界高峰會議的主辦機構(gòu)。國際電聯(lián)總部設(shè)于瑞士日內(nèi)瓦，其成員包括193個成員國和700多個部門成員及部門準成員和學(xué)術(shù)成員。每年的5月17日是世界電信日。移動通信標準化組織第三代伙伴組織(3GPP)3GPP成立于1998年12月，多個電信標準組織伙伴共同簽署了《第三代伙伴計劃協(xié)議》。目前有歐洲電信標準化協(xié)會(TSI)、美國的ATIS、日本的TTC、ARIB、韓國的TTA、印度的TSDSI以及我國的中國通信標準化協(xié)會(CCSA)作為3GPP的7個組織伙伴。此外，3GPP還有TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(TDIA)、TD-SCDMA論壇、CDMA發(fā)展組織(CDG)等13個市場伙伴。移動通信標準化組織移動通信標準化組織第三代伙伴組織2(3GPP2)3GPP2成立于1999年1月，由美國TIA、日本的ARIB、日本的TTC、韓國的TTA四個標準化組織發(fā)起，中國無線通信標準研究組(CWTS)于1999年6月在韓國正式簽字加入3GPP2，成為這個當前主要負責(zé)第三代移動通信CDMA2000技術(shù)的標準組織的伙伴。中國通信標準化協(xié)會(CCSA)成立后，CWTS在3GPP2的組織名稱更名為CCSA。電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)電氣與電子工程師協(xié)會由美國電氣工程師協(xié)會和無線電工程師協(xié)會于1963年合并而成，目前在全球擁有43萬多名會員。作為全球最大的專業(yè)技術(shù)組織，IEEE在電氣及電子工程、計算機、通信等領(lǐng)域發(fā)表的技術(shù)文獻數(shù)量占全球同類文獻的30%。5G移動通信標準演進5G移動通信系統(tǒng)已經(jīng)成為業(yè)界廣泛關(guān)注